KR102251560B1 - 자동화된 분말 배출 기능을 갖는 저장 탱크 시스템 및 이를 구비한 차량 - Google Patents

자동화된 분말 배출 기능을 갖는 저장 탱크 시스템 및 이를 구비한 차량 Download PDF

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Abstract

본 발명은 자동화된 분말 배출 기능을 갖는 저장 탱크 시스템 및 이를 구비한 차량을 개시한다. 본 발명의 자동화된 분말 배출 기능을 갖는 저장 탱크 시스템은 분말을 저장하는 저장 탱크, 저장 탱크의 내부와 연결되서, 저장된 분말을 외부 탱크로 배출하기 위한 배출 경로를 제공하는 배출 호스, 배출 호스의 일 영역에 구비되서 배출 호스를 통과하는 분말의 속도, 배출량, 온도 또는 압력 등을 센싱값으로 감지하는 센서부, 배출 호스의 복수의 지점에 설치되는 복수의 호퍼 배출 밸브 및 센서부로부터 센싱값을 수신하고, 수신된 센싱값을 이용하여 복수의 호퍼 배출 밸브의 동작을 조작하여 분말의 배출량, 배출 속도 또는 배출 압력 등을 제어하는 제어부를 포함한다.

Description

자동화된 분말 배출 기능을 갖는 저장 탱크 시스템 및 이를 구비한 차량{STORAGE TANK SYSTEM WITH AUTOMATED POWDER DISCHARGE FUNCTION AND VEHICLE HAVING THE SAME}
본 발명은 자동화된 분말 배출 기능을 갖는 저장 탱크 시스템 및 이를 구비한 차량에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 탱크 내에 저장된 분말(탄재, 시멘트, 플라이에쉬, 필렛 등)을 호스를 통해서 외부 사일로로 배출할 때, 배출량, 배출속도, 배출 시작과 종료 등의 배출 동작을 자동으로 제어하는 자동화된 분말 배출 기능을 갖는 저장 탱크 및 이를 구비한 차량에 관한 것이다.
종래에는 분말차량에 보관된 분말을 외부 사일로로 하차하는 작업을 할 경우에, 작업자가 작업 상황을 모니터링하면서 저장 탱크에 구비된 모든 밸브를 수작업으로 조작하여 분말을 하차한다.
이러한 수동 방식의 배출 작업의 경우에 작업자가 부주의하거나 작업에 미숙할 경우에 분말 하차 과정에 문제가 종종 발생하였다. 사일로의 적재 상태 확인을 못하고, 작업자가 부주의한 경우 탱크 내의 압력이 급격히 떨어져 배출시간이 지연되는 문제점이 있다.
이러한 문제점을 해결하기 위해서는 저장 탱크내에 저장된 분말의 총량, 배출량, 배출 속도, 사일로의 보관 잔량 등을 실시간으로 모니터링하여 분말의 배출량을 조절할 수 있는 새로운 방식의 자동화된 분말 배출 기능을 구비한 저장 탱크에 대한 개발의 필요성이 요구되고 있다.
특허문헌 1 : 한국등록특허 제10-1367805호(공고일 : 2014년02월27일) 특허문헌 2 : 한국공개특허 제10-2011-0085219호(공개일 : 2011년07월27일) 특허문헌 3 : 한국공개특허 제10-2004-0049848호(공개일 : 2004년06월12일)
상술한 필요성에 따라 안출된 본 발명은 저장 탱크에 보관된 분말을 사일로로 배출하는 과정에서 분말 배출 상황에 대한 정보를 센싱하여 자동적으로 분말 배출 동작을 제어함으로써 정확하고 편리하게 분말 배출 작업을 수행할 수 있는 자동화된 분말 배출 기능을 갖는 저장 탱크 시스템 및 이를 구비한 차량을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 일 실시 예에 따른 자동화된 분말 배출 기능을 갖는 저장 탱크 시스템은, 분말을 저장하는 저장 탱크, 상기 저장 탱크의 내부와 연결되서, 저장된 분말을 외부 탱크로 배출하기 위한 배출 경로를 제공하는 배출 호스, 상기 배출 호스의 일 영역에 구비되서 상기 배출 호스를 통과하는 분말의 속도, 배출량, 온도 또는 압력 등을 센싱값으로 감지하는 센서부, 상기 배출 호스의 복수의 지점에 설치되는 복수의 호퍼 배출 밸브 및 상기 센서부로부터 상기 센싱값을 수신하고, 수신된 상기 센싱값을 이용하여 상기 복수의 호퍼 배출 밸브의 동작을 조작하여 분말의 배출량, 배출 속도 또는 배출 압력 등을 제어하는 제어부를 포함한다.
이 경우에, 상기 제어부는, 상기 저장 탱크에 적재된 분말의 양에 따라 상기 복수의 호퍼 배출 밸브을 개폐하도록 제어한다.
한편, 상기 복수의 호퍼 배출 밸브는 전기, 유압 또는 공압 등으로 작동하는 액츄에이터에 의해서 동작된다.
한편, 상기 제어부는, 배출 압력 및 분말의 잔량을 표시하는 정보 표시 수단, 각종의 동작을 실행시키는 동작 실행 버튼 수단을 더 포함한다.
이 경우에, 상기 정보 표시 수단은, 배출 압력을 표시하는 엘이디 표시 부재와 분말의 잔량을 표시하는 램프 부재로 구성된다.
한편, 상기 동작 실행 버튼 수단은, 동작 실행을 온 또는 오프하는 푸쉬 버튼이고, 누름 상태를 표시하도록 발광한다.
본 발명의 다른 실시 예에 따르면 자동화된 분말 배출 기능을 갖는 저장 탱크를 구비한 차량은, 분말을 저장하는 저장 탱크, 상기 저장 탱크의 내부와 연결되서, 저장된 분말을 외부 탱크로 배출하기 위한 배출 경로를 제공하는 배출 호스, 상기 배출 호스의 일 영역에 구비되서 상기 배출 호스를 통과하는 분말의 속도, 배출량, 온도 또는 압력 등을 센싱값으로 감지하는 센서부, 상기 배출 호스의 복수의 지점에 설치되는 복수의 호퍼 배출 밸브, 상기 배출 호스의 일단에 연결되서, 상기 저장 탱크에 저장된 분말을 외부 탱크로 이송할 수 있는 이송력을 제공하는 압축부, 상기 센서부로부터 상기 센싱값을 수신하고, 수신된 상기 센싱값을 이용하여 상기 복수의 호퍼 배출 밸브의 동작을 조작하여 분말의 배출량, 배출 속도 또는 배출 압력 등을 제어하는 제어부 및 상기 저장 탱크를 적재한 상태로 이동가능한 이동부를 포함한다.
본 발명의 다양한 실시 예에 따르면, 저장 탱크에 보관된 분말을 사일로로 배출하는 과정에서 분말 배출 상황에 대한 정보를 자동으로 센싱함으로써 배출 정보를 정밀하게 확인할 수 있고,
분말 배출 과정에서 센싱된 값을 이용하여 배출량, 배출속도, 배출시간 등을 자동으로 제어함으로서 작업자가 편리하게 분말 배출작업을 수행할 수 있으며,
작업자의 부주의에 의한 배출 시간 지연을 방지할 수 있게 된다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 자동화된 분말 배출 기능을 갖는 저장 탱크 시스템,
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 자동화된 분말 배출 기능을 갖는 저장 탱크 시스템과 사일로가 연결된 상태를 예시적으로 설명하는 도면,
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 자동화된 분말 배출 과정을 예시적으로 설명하는 도면,
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 제어부를 설명하는 도면,
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 액츄에이터 배출 밸브를 예시적으로 설명하는 도면, 그리고,
도 6은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 자동화된 분말 배출 기능을 갖는 저장 탱크 시스템을 구비한 차량을 예시적으로 설명하는 도면.
이하에서는 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 다양한 실시 예를 구체적으로 설명한다. 그러나, 본 발명이 실시 예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 또한, 본 발명의 다양한 실시 예에서 도면의 축적이나 비율은 예시적인 것에 불과하고, 실시 예에 따라 도면에 도시된 본 발명의 구성요소는 모양, 형태, 치수 또는 크기가 다르게 설계될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 자동화된 분말 배출 기능을 갖는 저장 탱크 시스템이다. 도 1을 참고하면, 자동화된 분말 배출 기능을 갖는 저장 탱크 시스템(100)은 저장 탱크(110), 배출 호스(120), 센서부(130), 복수의 호퍼 배출 밸브(140-1 내지 140-3), 제어부(150) 및 가속 밸브(160)를 포함한다.
저장 탱크(110)는 분말, 예컨대 탄재, 시멘트, 플라이에쉬, 필렛 등을 내부에 보관한다. 저장 탱크(110)는 알루미늄 합금, 스틸, 스테인리스 스틸 등의 조합으로 구성되고, 내부에는 분말을 적재할 수 있는 공간이 있고, 내부에 적재된 분말을 외부로 토출할수 있는 호스 연결부를 구비하고 있다. 저장 탱크(110)는 상부에서 하부로 내려갈 수록 단면적이 좁아지는 형태로 구성될 수 있다.
배출 호스(120)는 저장 탱크(110)에 저장된 분말을 외부로 토출할 수 있도록 저장 탱크(110)에 구비된 호스 연결부와 체결될 수 있다. 배출 호스(120)는 금속, 플라스틱, 탄소섬유, 합성수지, 이들의 조합된 형태로 구성될 수 있다. 배출 호스(120)의 내부를 통해서 분말이 외부로 배출되고, 배출 호스(120)에 가해지는 공압에 의해서 저장 탱크(110)에서 나온 분말이 외부 저장 탱크로 이송될 수 있다.
센서부(130)는 배출 호스(120)내부에 흐르는 분말의 유량, 유속, 온도, 호스 내의 소리, 호스 내의 광도 등을 감지할 수 있는 센서로 구성될 수 있다. 예컨대, 센서부(130)는 광센서, 유량 센서, 유속 센서, 온도 센서, 음파 센서 등으로 구성될 있다. 센서부(130)는 다양한 종류의 센서에 의해서 감지된 센싱값을 제어부(160)로 유무선으로 전달할 수 있도록 통신부를 더 포함한다.
복수의 호퍼 배출 밸브(140-1 내지 140-3)는 저장 탱크(110)의 하부에 구성되고, 상부의 단면적이 하부의 단면적보다 큰 깔때기 형태의 호퍼의 개폐를 조절하는 밸브이다. 호퍼에는 저장 탱크(110)에 저장된 분말이 낙하하여 임시적으로 보관되고, 호퍼 배출 밸브를 제어하여 배출 호스(120)로 분말을 낙하시킬 수 있다. 복수의 호퍼 배출 밸브(140-1 내지 140-3)는 제어부(160)의 제어에 따라 개폐가 조절될 수 있다.
제어부(150)는 센서부(130)로부터 센싱값을 수신한다. 제어부(150)는 수신된 센싱값을 이용하여 복수의 호퍼 배출 밸브(140-1 내지 140-3)의 동작을 조작하여 분말의 배출량, 배출 속도, 배출 압력을 조절한다. 복수의 호퍼 배출 밸브(140-1 내지 140-3)를 모두 개방할 경우에는 배출량이 증가하지만, 배출 속도가 감소하게 되고, 배출 압력도 감소하게 된다. 반대로 복수의 호퍼 배출 밸브(140-1 내지 140-3)중 적어도 하나 이상을 닫을 경우에는 배출량이 감소하고, 배출 속도는 증가하며, 배출 압력도 증가하게 된다. 이렇게 제어부(150)는 복수의 호퍼 배출 밸브(140-1 내지 140-3)의 개폐를 자동으로 조절함으로써 배출량, 배출 속도, 배출압력을 손쉽게 조절할 수 있다.
가속 밸브(160)는 배출 호스(120)의 내부에 흐르는 분말의 배출 속도를 조절하기 위해서 사용될 수 있다. 가속 밸브(160)를 개방하면 배출 호스(120)에 흐르는 분말의 배출 속도가 증가하고, 가속 밸브(160)를 닫으면 배출 호스(120)에 흐르는 분말의 배출 속도가 감소한다. 즉, 가속 밸브(160)는 탱크 내의 압력을 조절하기 위해서 사용되며, 탱크에 저장된 분말을 배출할 때는 가속 밸브(160)를 열어주고, 배출 도중 탱크 내의 압력이 낮아지면 가속 밸브(160)를 닫아 준다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 자동화된 분말 배출 기능을 갖는 저장 탱크 시스템과 사일로가 연결된 상태를 예시적으로 설명하는 도면이다. 도 2를 참고하면, 저장 탱크(110)의 내부에 저장된 분말을 외부로 배출하기 위하여 배출 호스(120)의 일측을 사일로(silo ; 200)의 연결부에 연결한다. 사일로(200)는 별도의 저장 탱크이고, 사일로(200)에 저장된 분말의 양은 저장 탱크(110)의 배출량 보다 작다. 본 발명의 일 실시 예에 따르면 배출 호스(120)에 흐르는 분말의 양도 모니터링함으로써, 사일로(200)에 여유 공간이 어느 정도인지를 감지할 수 있고, 사일로(200)의 저장 공간을 넘지 않도록 자동으로 복수의 호퍼 배출 밸브(140-1 내지 140-3)를 조절할 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 자동화된 분말 배출 과정을 예시적으로 설명하는 도면이다. 도 3을 참고하면, 저장 탱크(110)의 하부에는 복수의 호퍼 배출 밸브(140-1 내지 140-3)를 구비한다. 도 3의 경우에는 3개의 호퍼 밸브가 구비되어 있지만, 3개에 한정되는 것은 아니며, 이하는 설명의 편의를 위해서 3개의 호퍼 밸브를 중심으로 설명한다.
압축부(150)가 턴온 되고, 배출 호스(120)가 사일로(200)의 연결부에 연결되면, 압축부(150)에서 제공되는 압축 공기에 의해서 저장 탱크(110)에서 각 호퍼에 낙하한 분말이 사일로(200)로 방향으로 이동하게 된다. 센서부(130)는 배출 호스(120)의 내부 온도, 내부 압력, 소리, 광 등을 센싱하여 분말의 배출 상태를 모니터링한다. 예컨대, 내부 압력이 일정한 기준치를 초과하고, 소리가 발생하면 원활하게 배출이 이루지지 않는 것으로 판단하여 복수의 호퍼 배출 밸브(140-1 내지 140-3)를 좀더 닫아서 배출량을 감소시킨다. 반대로 내부 압력이 일정한 기준치를 유지하고, 소리가 발생하지 않으면 배출이 원활하게 이루어지고 있으므로 복수의 호퍼 배출 밸브(140-1 내지 140-3)를 좀더 개방하여 배출량을 증가시킬 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 제어부를 설명하는 도면이다. 도 4를 참고하면, 제어부(150)는 하우징(151)과 계기판(152)을 포함한다. 하우징부(151)의 내부에 계기판(152)이 보관되고, 하우징부(151)의 전면은 투명한 재질로 구성됨으로써 사용자가 손쉽게 계기판(152)의 정보를 확인할 수 있다. 필요한 경우에 하우징부(151)의 전면부가 열려서 사용자가 계기판(152)을 직접 조작할 수 있다.
제어부(150)는 센서부(130)로부터 수신한 센서값을 표시해주는 표시 수단과 각종의 제어 명령을 입력할 수 있는 조작 버튼을 포함한다. 도 4에서는 제어부(150)의 각종의 제어 판단을 수행하는 판단 수단, 저장 수단을 도시하고 있지 않으나, 이에 대해서는 본 발명을 이해하는데 필수적이지 않으므로 자세한 설명은 생략한다.
제어부(150)의 표시 수단은 배출 호스(120)의 내부 압력, 내부 온도, 내부 속도를 표시하는 엘이디 인디케이터를 포함한다. 또한 표시 수단은 저장 탱크(110)에 저장된 분말의 잔량을 표시하는 엘이디 인디케이터를 포함한다. 제어부(150)의 조작 버튼은 자동 제어 동작을 실행하기 위한 버튼, 호퍼 배출 밸브의 동작을 턴온/턴오프하는 버튼 및 그 밖의 조작 버튼을 포함한다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 액츄에이터 배출 밸브를 예시적으로 설명하는 도면이다. 도 5를 참고하면, 센서부(130)는 배출 호스(120)과 저장 탱크(110)의 연결 부위에 설치된다. 가속 밸브(170)는 배출 호스(120)의 일단에 설치되서 배출 호스(120)에 흐르는 분말의 속도를 가속한다. 제1 호퍼 배출 밸브(140-1)는 가속 밸브(170)와 인접하게 배치될 수 있다. 복수의 호퍼 배출 밸브(140-1 내지 140-3) 및 가속 밸브(160)는 전기, 유압, 공압을 이용하는 구동장치로 동작한다.
도 6은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 자동화된 분말 배출 기능을 갖는 저장 탱크 시스템을 구비한 차량을 예시적으로 설명하는 도면이다. 도 6을 참고하면, 저장 탱크 시스템(100)은 차량(300)의 후미에 탈착 가능하게 장착하고, 차량(300)의 이동력에 의해서 저장 탱크 시스템(100)을 원거리로 이동시킬 수 있다. 차량(300)에는 압축기(310)가 장착되어 있다.
비록 본 발명의 예시적인 실시예 및 적용예가 도시되고 설명되었더라도, 본 발명의 기술적 사상의 범위를 벗어나지 않는 범위에서 많은 변화 및 수정이 가능하고, 이러한 변형은 본 발명이 속하는 기술 분야의 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있습니다. 따라서, 설명된 실시예는 예시적이지 제한적인 것이 아니며, 본 발명은 첨부된 상세한 설명에 의해서 제한되는 것이 아니지만 청구항의 기술적 범위 내에서 수정가능하다.
100 : 자동화된 분말 배출 기능을 갖는 저장 탱크 시스템
110 : 저장 탱크
120 : 배출 호스
130 : 센서부
140 : 호퍼 배출 밸브
150 : 제어부
160 : 가속 밸브
200 : 사일로
300 : 차량
310 : 압축기

Claims (7)

  1. 분말을 저장하고, 상기 분말을 배출하는 다수의 호스 연결부를 구비하는 저장 탱크;
    일측은 상기 저장 탱크의 상기 다수의 호스 연결부와 체결되고 타측은 외부 탱크에 연결되서, 상기 저장 탱크에 저장된 분말을 상기 외부 탱크로 배출하기 위한 배출 경로를 제공하는 배출 호스;
    상기 배출 호스의 일 영역에 구비되서 상기 배출 호스를 통과하는 분말의 유량, 유속, 온도, 압력, 호스 내의 소리 및 호스 내의 광도를 센싱값으로 감지하는 센서부;
    상기 센서부에서 감지된 센싱값을 무선으로 전달할 수 있는 통신부;
    상기 배출 호스의 복수의 지점에 설치되고, 전기, 유압 또는 공압으로 작동하는 액츄에이터에 의해서 동작되는 복수의 호퍼 배출 밸브;
    상기 통신부를 통해서 상기 센싱값을 수신하고, 수신된 상기 센싱값을 이용하여 상기 복수의 호퍼 배출 밸브의 동작을 자동으로 조작하여 상기 저장 탱크에서 상기 배출 호스를 통과하는 분말의 배출량, 배출 속도 또는 배출 압력을 제어하는 제어부; 및
    상기 배출 호스의 내부에 흐르는 분말의 배출 속도를 조절하는 가속 밸브;를 포함하고,
    상기 제어부는, 상기 저장 탱크에 적재된 분말의 양에 따라 상기 복수의 호퍼 배출 밸브을 개폐하도록 제어하는 자동화된 분말 배출 기능을 갖는 저장 탱크 시스템.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 제어부는, 배출 압력 및 분말의 잔량을 표시하는 정보 표시 수단, 각종의 동작을 실행시키는 동작 실행 버튼 수단을 더 포함하는 자동화된 분말 배출 기능을 갖는 저장 탱크 시스템.
  5. 제4 항에 있어서,
    상기 정보 표시 수단은, 배출 압력을 표시하는 엘이디 표시 부재와 분말의 잔량을 표시하는 램프 부재로 구성되는 것을 특징으로 하는 자동화된 분말 배출 기능을 갖는 저장 탱크 시스템.
  6. 제4 항에 있어서,
    상기 동작 실행 버튼 수단은, 동작 실행을 온 또는 오프하는 푸쉬 버튼이고, 누름 상태를 표시하도록 발광하는 것을 특징으로 하는 자동화된 분말 배출 기능을 갖는 저장 탱크 시스템.
  7. 분말을 저장하고, 상기 분말을 배출하는 다수의 호스 연결부를 구비하는 저장 탱크;
    일측은 상기 저장 탱크의 상기 다수의 호스 연결부와 체결되고 타측은 외부 탱크에 연결되서, 상기 저장 탱크에 저장된 분말을 상기 외부 탱크로 배출하기 위한 배출 경로를 제공하는 배출 호스;
    상기 배출 호스의 일 영역에 구비되서 상기 배출 호스를 통과하는 분말의 유량, 유속, 온도, 압력, 호스 내의 소리 및 호스 내의 광도를 센싱값으로 감지하는 센서부;
    상기 센서부에서 감지된 센싱값을 무선으로 전달할 수 있는 통신부;
    상기 배출 호스의 복수의 지점에 설치되고, 전기, 유압 또는 공압으로 작동하는 액츄에이터에 의해서 동작되는 복수의 호퍼 배출 밸브;
    상기 통신부를 통해서 상기 센싱값을 수신하고, 수신된 상기 센싱값을 이용하여 상기 복수의 호퍼 배출 밸브의 동작을 자동으로 조작하여 상기 저장 탱크에서 상기 배출 호스를 통과하는 분말의 배출량, 배출 속도 또는 배출 압력을 제어하는 제어부;
    상기 배출 호스의 내부에 흐르는 분말의 배출 속도를 조절하는 가속 밸브; 및
    상기 저장 탱크를 적재한 상태로 이동가능한 이동부;를 포함하고,
    상기 제어부는, 상기 저장 탱크에 적재된 분말의 양에 따라 상기 복수의 호퍼 배출 밸브을 개폐하도록 제어하는 자동화된 분말 배출 기능을 갖는 저장 탱크 시스템을 구비한 차량.
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